Auswahl der Zähne
Für diese Studie wurden gerade, einwurzelige, humane Zähne ausgewählt. Das Alter oder Geschlecht der Zähne fand dabei keine Berücksichtigung. Die Zähne sollten ein abgeschlossenes Wurzelwachstum haben, keine Anzeichen einer Resorption oder einer Fraktur aufweisen. Zähne mit Wurzelkaries oder mit einer bereits erfolgten Wurzelkanalfüllung wurden ebenfalls ausgeschlossen. Die Zähne wurden vor Versuchsbeginn in 0,5%iger Chloramin-T-Lösung gelagert.
Auf Basis dieser selektierenden Parameter blieben 60 möglichst einheitliche Zähne mit geradem Wurzelverlauf und nur einem Wurzelkanal übrig.
3. Die Lokalisation der Mulden und Rillen zeigen einen Einfluss auf die Eindringtiefe des Sealers.
Diese Hypothese wird abgelehnt.
46 Wurzelkanalpräparation
Die Zahnkonen der auswählten Zähne wurden an der Schmelz-Zement-Grenze von der Wurzel abgetrennt. Unter Zuhilfenahme eines Operationsmikroskops erfolgte die Bestimmung der Arbeitslänge visuell mit einer K-Feile der ISO Größe 10 und wurde auf 1 mm vor Apex festgelegt. Die Wurzelkanalpräparation wurde maschinell mit dem FlexMaster-System durchgeführt. Um einen möglichst reproduzierbaren runden Wurzelkanalquerschnitt mit einem hohen Anteil an präparierten Kanalwänden zu erhalten, wurde der Kanal abschließend mit einer Mity Roto-Feile auf eine ISO-Größe von 80 erweitert. Durch die Wahl der Aufbereitungsgröße und den Einsatz maschineller Feilensysteme konnten Formabweichungen und manuelle Aufbereitungsfehler ausgeschlossen werden.
Die Arbeit von Sonntag et al. zeigte, dass eine manuelle Aufbereitung mit Stahlfeilen signifikant mehr Fehler und Unebenheiten produziert [134].
Standardisierung der Mulden und Rillen
Im Anschluss an die Wurzelkanalaufbereitung wurden die humanen Wurzeln der Länge nach gespalten, so dass zwei identische Hälften entstanden. Da sich 73%
der akzessorischen Kanäle im apikalen Drittel befinden [147], hat diese Region eine klinische Relevanz. Daher erfolgte die Bohrung der Rillen 2 mm, 4 mm und 6 mm vom Apex entfernt mit Hilfe eines Fissuren-Diamanten und einem Durchmesser von 0,15 mm. Dieser Versuchsaufbau wurde bereits in den Untersuchungen von Goldberg et al. [41] und Pecora et al. [97] beschrieben. Da im mittleren Wurzelkanaldrittel noch immer 11% Seitenkanäle zu finden sind [147], wurde 8 mm entfernt vom Apex noch ein zusätzlicher lateraler Kanal angelegt um eine präzisere Bewertung der einzelnen Placement-Techniken treffen zu können. In der anderen Wurzelhälfte wurde, um klinisch nicht instrumentierte Bereiche oder Ausbuchtungen zu simulieren, eine Mulde im Bereich 2 bis 8 mm vom Apex entfernt geschaffen. Das Anlegen der Mulde erfolgte ebenfalls mit Hilfe des Diamant-Fissurenbohrers. Um reproduzierbare Mulden und Rillen von 2 mm Tiefe zu erhalten wurde ein Silikon-Stopper mit Grandio Flow auf dem Diamantbohrer stabil fixiert.
47 Wurzelkanalspülung
Durch die Instrumentierung des Wurzelkanals entsteht ein Smear layer [48].
Dieser besitzt einen oberflächlichen Anteil mit etwa 1-2 µm und einen tiefen Anteil, der bis zu 40 µm in die Dentintubuli reicht [143]. Er ist unstrukturiert in seinem Aufbau und besteht aus Odontoblastenfortsätze, Gewebereste, Dentinspäne und im Falle eines infizierten Zahns auch Mikroorganismen [143].
Ein Belassen der Schmierschicht macht es unmöglich, darunterliegende Mikroorganismen zu eliminieren. Eine Smear-layer-Entfernung führt zu einer besseren apikalen und koronalen Abdichtung. Die Adaptation des Sealers an das Wurzeldentin ist auch positiv beeinflusst, wenn der Smear layer entfernt wurde [22, 122]. Da der Smear layer aus organischen und anorganischen Anteilen besteht wird ein Spülprotokoll bestehend aus Natriumhypochlorit und einem Chelatbildner wie etwa EDTA oder Zitronensäure benötigt [48]. Abgesehen von der biologischen Komponente ist es obligat, die Schmierschicht zu entfernen, um laterale Kanäle und Irregularitäten überhaupt füllen zu können. So kamen auch Petschelt et al. in Ihrer Arbeit zu dem Ergebnis, dass eine Entfernung der Schmierschicht positiv für die Dichtigkeit der Wurzelkanalfüllung ist [99]. Im Rahmen dieser Studie erfolgte die Entfernung der Schmierschicht mit der Kombination aus Natriumhypochlorit und Zitronensäure. Die Spülung wurde mit einer herkömmlichen Spritze und Kanüle durchgeführt. Die Spülmenge und Reihenfolge wurde standardisiert. Kritisch ist zu bewerten, dass eine Aktivierung der Spüllösungen zu einer signifikant effektiveren Smear layer-Entfernung führt [13], auch wenn die Effektivität von koronal nach apikal abnimmt [11]. Eine abschließende Trocknung der Proben wurde durch eine finale Spülung mit Ethylalkohol erreicht.
Sealer
In dieser Studie wurde AH Plus als Sealer verwendet. Diese Wurzelkanalfüllpaste auf Epoxidharzbasis stellt gegenwärtig den am besten untersuchten Sealer dar.
Dieser wird in der Literatur als Goldstandard beschrieben [124], auch wenn aktuelle Studien sehr vielversprechende Ansätze für biokeramische Sealer aufzeigen, kann zum jetzigen Zeitpunkt noch keine Aussage über die Langzeitprognose dieser Sealer getroffen werden. AH Plus weist eine sehr hohe
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Volumenstabilität [39] und eine sehr gute Adhäsion zum Dentin auf [81]. Guinesi et al. bestätigen auch ein blasenfreies Abdichten unter der Verwendung der Einstiftmethode, wenn der Sealer mit einer Handfeile eingebracht wird [46]. Eine große Kontaktfläche zwischen Sealer und Wurzelkanalwand ist essentiell für ein zuverlässiges Abdichten des Wurzelkanalsystems. Die Fähigkeit eines Sealers, Irregularitäten auszufüllen und in Dentintubuli zu fließen, wird von der Fließfähigkeit bestimmt [10]. Diese wiederum wird durch die Temperatur, den Querschnitt des Wurzelkanals und vor allem durch die Korngröße des Sealers beeinflusst [94]. Balguerie et al. verglichen Sealer der Stoffklassen Calciumhydroxid, Zinkoxid-Eugenol, Glasionomer-Zement, Silikon und Epoxidharz auf ihre Penetrationsfähigkeit in Dentintubuli. Sie beschrieben in ihrer Arbeit, dass die Fähigkeit des Sealers in Dentintubuli einzudringen maßgeblich von den chemischen und physikalischen Eigenschaften abhängig ist. Die Ergebnisse zeigten, dass AH Plus allen anderen Sealern deutlich überlegen war [6]. Siqueira et al. verglichen in Ihrer Studie bereits etablierte Sealer mit neueren Generationen und bestätigten ebenfalls für AH Plus die effektivste Penetrationsfähigkeit [130]. Eine aktuelle Studie untersuchte Tricalciumsilikat-Sealer auf ihre Penetrationsfähigkeit in Dentintubuli. Die Wurzelkanalfüllung erfolgte entweder mit der Single-cone-Technik oder der warmen vertikalen Kompaktion. Die Ergebnisse ergaben, dass diese Sealer auf MTA-Basis bis zu einer Tiefe von 2 mm bis an die Dentin-Zementgrenze eindringen konnten. Die Autoren schlussfolgerten dementsprechend, dass Sealer auf Silikat-Basis sehr effektiv im Füllen von lateralen Kanälen und Dentintubuli sind [80]. Eine andere Studie untersuchte die Eindringtiefe von zwei verschiedenen kompositbasierten Sealern (Resilon/Epiphany und Resilon/Epiphany SE) und AH Plus hinsichtlich ihrer Fähigkeit, in Dentintubuli einzudringen. Die Analyse der Ergebnisse zeigte ein signifikant effektiveres Eindringen von Resilon/Epiphany in die Dentintubuli unter der Voraussetzung, dass die Schmierschicht zuvor entfernt wurde [123].
Sealerapplikation
Es wurden im Rahmen dieser Studie vier verschiedene Sealerplacement-Techniken auf ihre Effektivität analysiert, simulierte laterale Kanäle und Mulden zu füllen. Zwei manuelle Techniken, Guttaperchapoint und Papierspitze und zwei
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aktivierte Techniken, schallaktiviert und ultraschallgestützt. Um vergleichbare Proben zu erhalten und möglichst viele Fehlerquellen ausschließen zu können, wurde die Applikationsmenge über eine Insulinspritze und die Applikationsparameter (Aktivierungsintensität, Aktivierungsdauer und Aktivie-rungsansatz) standardisiert. Im Vergleich zu Guimaraes et al. wurde in dieser Studie nur AH Plus verwendet um auch hier, die Technik der Applikation in den Vordergrund zu stellen [45]. Die Kombination aus Sealer und Guttapercha in der Einstifttechnik erfüllt zudem auch die klinischen Anforderungen an Wurzel-kanalfüllmaterialen. Es sind noch viele weitere Applikationstechniken in der Literatur untersucht, um Sealer in den Wurzelkanal einzubringen. Einteilen kann man sie generell in manuelle und maschinelle oder aktivierte Methoden. Zwei Methoden, die weit verbreitet sind, sind die Sealerapplikation mit einem Lentulo und sowie die Applikation mittels Handfeile. Hall et al. verglichen die Sealerapplikation mit einem Lentulo, K-Handfeile und einem Guttaperchastift.
Das Ergebnis zeigte signifikant mehr gefüllte Areale für den Lentulo vor der Obturation. Nach der Obturation mit Hilfe der lateralen Kompaktion wiesen die drei Techniken keine Unterschiede an Sealeranteilen auf [50]. Wird Ultraschallenergie auf eine Flüssigkeit übertragen entsteht ein so genanntes
„acoustic microstreaming“, eine Verwirbelung entlang der Achse des schwingenden Instrumentes [149]. Studien belegen die Ultraschalleffektivität auch bei einer Reduktion der Schwingungsamplitude von bis zu 40% durch Wandkontakt [61]. Hoen et al. konnten in ihrer Untersuchung bereits in den 80er Jahren des letzten Jahrhunderts zeigen, dass die Übertragung der Ultraschallenergie und die damit verbundene Temperaturerhöhung die Viskosität eines Sealers herabsetzt und so das Fließverhalten optimiert [55]. Eine Aktivierung des Sealers über die Instrumentenspitze hinaus konnte nicht nachgewiesen werden. So schlussfolgerten die Autoren, dass es kein erhöhtes Risiko einer apikalen Überpressung durch diese Methode gibt, zudem kamen sie zu ähnlichen Ergebnissen bezüglich der Sealerapplikation, da auch die Ultraschallaktivierung die signifikant effektivere Methode darstellte. Andere Untersuchungen analysierten die chemischen und physikalischen Eigenschaften von AH Plus und Pulp Canal Sealer während warmen Wurzelkanalfüllmethoden [19, 148]. Sie konnten nachweisen, dass AH Plus seine physikalischen Eigenschaften dahingehend negativ verändert indem zum einen die initiale
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Abbindezeit durch Erwärmung verkürzt wird und somit die Fließrate herabgesetzt wird und zum anderen die Endhärte ebenfalls herabgesetzt wird [19]. Der Pulp Canal Sealer zeigte keine Veränderten Parameter auf die Hitzeeinwirkung [19].
Wurzelkanalfülltechnik
Die Mehrzahl der Studien, die Sealerplacement-Techniken untersuchten, verwendete die laterale Kompaktion als Wurzelkanalfülltechnik [45, 46]. Die Untersuchung von Ordinda-Zapata et al. zeigte eindeutig, dass ein Zusammenhang zwischen der Obturationstechnik und der Eindringtiefe des Sealers besteht [92]. Zudem ist die Technik der lateralen Kompaktion sehr techniksensitiv und von der Erfahrung des Behandlers abhängig, was zu erheblichen Schwankungen der Ergebnisse führen kann. Aus diesen Gründen wurde in dieser In-vitro-Untersuchung die Einstifttechnik gewählt, um Schwankungen der Ergebnisse auf Grund von Fehlern durch die Obturationstechnik ausschließen zu können. Die Studie von Jarrett et al.
bestätigten, dass durch den Einsatz von Spreadern während der lateralen Kompaktion Lufteinschlüsse, so genannte „spreader tracts“ verbleiben [60].
Solche Fehler innerhalb der Wurzelkanalfüllung würden Schwankungen im Ergebnis nach sich ziehen. Welche Obturationsmethode überlegen ist, wird nach wie vor kontrovers diskutiert. So kamen Schäfer et al. zu dem Ergebnis, dass es bei der Verwendung der Einstifttechnik zu einem signifikant höheren Sealeranteil kommt [116]. Im Gegensatz dazu konnten andere Studien, welche die laterale Kompaktion mit der Einstifttechnik verglichen, keinen Unterschied hinsichtlich des resultierenden Guttaperchaanteils vermerken [110]. Rodriguez et al.
verglichen in ihrer Ex-vivo-Arbeit an humanen Zähnen ebenfalls die Single-cone-Technik mit der lateralen Kompaktion und kamen zu dem Ergebnis, dass die Single-cone-Methode im Abstand von 3 mm zum Apex sogar einen signifikant höheren Guttaperchaanteil aufweist [105]. So ist festzuhalten, dass die Single-cone-Technik in geraden Kanälen mit rundem Querschnitt unter Verwendung eines Mastercones mit korrekter, formkongruenter Passform eine qualitative Wurzelfülltechnik darstellt. Um laterale Kanäle oder feinste Strukturen wie Dentintubuli mit Sealer zu füllen, muss durch eine adäquate Obturationsmethode lateral gerichteter Druck generiert werden. Bei den kalten Fülltechniken kann
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über das solide, kalte Kernmaterial diese seitliche Kraft nur unzureichend erzeugt werden, so dass warme Füllmethoden hier besser geeignet sind, um Isthmen und Seitenkanäle zu füllen. Eine aktuelle Mikro-CT-Studie von Oh et al. zeigte, dass es keine statistischen Unterschiede an gefülltem Volumenprozent im Hauptkanal zwischen den kalten und warmen Obturationsmethoden auftreten. Die weitere Analyse der CT-Aufnahmen ergab jedoch signifikant mehr gefüllte Isthmen und Irregularitäten für die Continous-wave-Technik [91]. Eine weitere Methode laterale Kanäle und Ausbuchtungen zu füllen ist die trägerbasierte Warmfüllmethode. Soo et al. bestätigen in ihrer Arbeit, dass die Obturation mit Thermafil signifikant mehr Bereiche, von Zähnen mit einer C-förmigen Kanalkonfiguration, füllt als die laterale Kompaktion [135]. Eine weitere In-vitro-Studie mit simulierten Seitenkanälen konnte auch die besten Ergebnisse für die Thermafil-Technik und die warmer vertikaler Kompaktion bestätigen [40].
Röntgenauswertung
Die Beurteilung von Wurzelkanalfüllungen an Hand von Röntgenbildern ist eine adäquate Methode. Die Aussagekraft von Aufnahmen in oro-vestibuärer Richtung, sind in der Literatur häufig unter Kritik, da wichtige Informationen der 3. Dimension nicht dargestellt werden können. Es können im klinischen Alltag ausschließlich Beurteilungen über die Länge, Taper und Homogenität getroffen werden. Die Wandständigkeit des Wurzelkanalfüllmaterials, die Dichtigkeit sowie gefüllte laterale Kanäle, sofern sie nicht im rechten Winkel zum Strahlengang liegen, können nur unzureichend oder gar nicht dargestellt werden. Zudem zeigte die Studie von Slaus et al., dass Porositäten häufiger in Aufnahmen mit mesio-distalem Strahlengang beurteilt werde konnten [132]. Ein weiterer Kritikpunkt ist das begrenzte Auflösungsvermögen digitaler Speicherfolien. Zudem führt eine Vergrößerung der digitalen Bilder auf dem Monitor zu einem enormen Qualitätsverlust auf Grund der groben Pixelstruktur. Die Untersuchung von Friedlander et al. zeigte, dass feine endodontische Feilen und apikale Parodontiden deutlich besser und reproduzierbarer auf analogen Röntgenaufnahmen erkannt wurden als auf digitalen Bildern [38]. Aus dieser Kenntnis heraus wäre es auch möglich, analoge Röntgenaufnahmen nachträglich zu digitalisieren. Diese Dateien können dann mit
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Nachbearbeitungsprogrammen wie Photozoom Pro (Franzis Verlag GmbH, Haar, Deutschland) neu berechnet und vergrößert werden, ohne dabei einen Qualitätsverlust durch ein Rauschen zu generieren. Dieser technische Aufwand bedeutet im Rahmen einer Studie jedoch auch einen enormen zeitlichen Aufwand. Auch kritisch zu sehen ist, dass für In-vitro-Studien die Proben sehr aufwändig gestalten werden müssen, um eine standardisierte Auswertung zu ermöglichen. Oft ist aufgrund abtragender Verfahren nur eine einzige Möglichkeit der Auswertung eines sensiblen Bereiches möglich. Ein neuer, nicht destruktiver und reproduzierbarer Ansatz, die Qualität einer Wurzelkanalfüllung sehr präzise beurteilen zu können ist das Micro-CT-Verfahren [133]. Zudem können mit Hilfe von Volumen-CT-Studien auch Volumina der unterschiedlichen Materialen untereinander sehr exakt ausgewertet werden [22]. Nachteil der Mikro-CT-Technik ist der hohe zeitliche und finanzielle Aufwand im Vergleich zu konventionellen Analysemethoden. Des Weiteren werden sehr große Datenmengen durch die Schichtscans produziert. Die Auswertbarkeit stellt den Anwender zum jetzigen Zeitpunkt noch vor Schwierigkeiten, da es ähnlich wie bei DVT-Auswertungen in Anwesenheit von röntgendichten Materialen wie Metallen oder Wurzelfüllmaterialen die Bariumsulfate enthalten zu einer ausgeprägten Streustrahlung kommt, die eine klinische Auswertung oder In-vitro-Analyse unmöglich macht.
Die Parameter, die im Rahmen dieser Arbeit untersucht wurden sind, Penetrationstiefe des Sealers in die lateralen Rillen und Mulden, die Homogenität und die Vollständigkeit der gefüllten Hohlräume. Die Analyse der Proben erfolgte in dieser Studie auf Basis digitaler Röntgenaufnahmen, da die Anordnung der Mulden und Rillen im rechten Winkel zur Strahlenachse gelegt wurden und somit deutlich und ohne Verzeichnungen ausgewertet werden konnten. Die Auswertung der Röntgenaufnahmen erfolgte anhand des Score-Systems nach Hommez et al. [57]. Hierbei wird die Auswertung in zwei Grade gegliedert. Grad 1 entspricht einer homogenen Wurzelkanalfüllung ohne sichtbare Blasen und Grad 2 bezeichnet eine inhomogene Füllung mit sichtbaren Blasen. Der klare Vorteil dieser Vorgehensweise liegt in einer unkomplizierten Ja-Nein-Entscheidung, die wenige Schwankungen in den Ergebnissen zulässt. Ein Nachteil besteht darin, dass ein dreidimensionaler Hohlraum mit Hilfe einer zweidimensionalen Aufnahme beurteilt wird ohne eine mögliche Abweichung, die
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sich in der anderen Ebene befindet, miteinbeziehen zu können. Eine häufig verwendete Alternative die Homogenität und Füllgrade zu bestimmen ist die Dichtigkeitsmessung mit einem Farbstoff [79]. Methylenblau ist dafür besonders geeignet, da dieser Farbstoff eine sehr kleine Molekülgröße besitzt und dadurch eine gute Penetrationsfähigkeit besitzt [2]. Ein Problem besteht darin, dass eventuelle Lufteinschlüsse eine Penetration verhindern, sodass dieses Verfahren ausschließlich mit zusätzlichem Einsatz von Vakuum oder einer Zentrifuge durchgeführt werden sollte [107].